煤岩冲击失稳的机理和实验研究

煤岩冲击动力失稳（俗称“冲击地压”）作为一种复杂的矿井煤岩动力失稳灾害，从孕育到产生表现出明显的非线性和耗散结构，从而使得对煤岩冲击动力失稳机理的研究非常复杂和困难。本书在大量灾害现场调研和数据分析的基础上，系统分析了煤岩冲击动力失稳的诱发因素、破坏特征及失稳类型等；并结合非线性动力学、非平衡热力学和耗散结构、煤岩学、煤田地质学、岩石损伤力学、动态断裂力学、岩石分形力学和弹塑性力学等有关理论，初步建立基于非平衡热力学和耗散结构理论的煤岩体非线性失稳机理的分析模型，并在H.Lippmann关于煤岩体整体失稳基本理论的基础上建立煤岩体整体失稳三维模型、考虑煤岩体损伤的动力失稳模型和结合Hoek-Brown强度理论的煤岩冲击动力失稳模型。同时，利用所构建的力学模型，通过X射线衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）、高倍电子显微镜、显微光度计、多火花高速摄像及冲击加载系统、红外热像监测、声发射监测等宏、细观实验手段，研究了不同冲击倾向性煤岩体的细观结构特征，微观裂纹扩展、分叉和失稳扩展的动态演化过程，煤、岩组合体在不同组合条件下的破坏前兆及能量集聚、转移、耗散和释放过程，对比分析了冲击动力失稳前后